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PROCESOS INDUSTRIALES

ALUMNA:

Ñique Pérez Romina Maggie

CARRERA:

Tecnología de la Producción – C9 – “B”

DOCENTE:

Ing.Marco Polo Fuentes

FECHA DE ENTREGA:

14– 04 - 2015

INTRODUCCIÓN A LA SIMULACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES

L ABORATORIO N° 02

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PROCESOS INDUSTRIALES

INTRODUCCIÓN A LA SIMULACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES

I. OBJETIVOS Simular el proceso industrial de combustión del 3-metil – 1 - pentano, usando

el software informático CHEMCAD/HYSYS.

II. MATERIALES Sistema de Ablandamiento de Agua para Caldera – Planta de procesamiento

de Frutas y Hortalizas. Resina. 16 Kg de sal. 28 litros de agua.

III. FUNDAMENTO TEÓRICO

CHEMCAD es la herramienta más completa para el cálculo de balances de masa, energía, equilibrios químicos, dimensionamiento, comportamiento de intercambiadores de calor, torres de destilación, bombas, compresores, tuberías, válvulas, reactores químicos, entre otros equipos de proceso. CHEMCAD es fácil de aprender, y ha ayudado a miles de empresas a generar resultados rápidos y confiables.

Características: Opera procesos dinámicos y estacionarios Opera procesos continuos y semi-continuos Optimización o solución a un cuello de botella de un proceso existente Monitoreo del proceso Evaluación de riesgos de seguridad Balance de flujo y presión de redes complejas de tuberías Recopilación de datos de planta Comparaciones económicas a procesos alternativos Control avanzado de procesos (APC) Control de modelos predictivos (MPC) Optimización en tiempo real (RTO) Instrucción de sistemas de operación (OTS) Escalabilidad de procesos tomados desde el laboratorio o desde una planta piloto. Elaboración de reportes y compatibilidad del entorno de cálculo de ingeniería química con los

programas más comunes como EXCEL, WORD, e interfases tales como COM, DCOM, OPC, CAPE – OPEN y XML.Interacción binaria de parámetros (BIP)

Regresión de procesos o de laboratorios Velocidad de reacción por lotes desde un laboratorio o desde una planta.

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Excel para Procesos Industriales :

La automatización de los procesos industriales ha permitido un avance significativo en el

ahorro de tiempos y costos de producción gracias a las nuevas tecnologías, el uso de

robots computarizados, softwares especializados y mano de obra calificada, pero todo

esto se tiene que registrar en algún documento y lo mejor sigue siendo una hoja

de Excel para tenerlo resguardado.

Una de las ventajas que sigue ofreciendo Excel o cualquier otro archivo con formato .cvs,

es que en una sola hoja se tienen cientos de opciones para guardar datos, compararlos,

graficarlos y tener históricos de los procesos.

FACILIDAD DE USO

Así, se puede tener datos de todo lo que sucede en el proceso de automatización de las

industrias, controlar materiales, pedidos, cronologías y tiempos de proyectos; evoluciones,

comparativas y tablas de memorias, hasta datos de recursos humanos y la planta laboral.

Además, los archivo son fáciles de exportar a otros ordenadores y son compatibles con

PLC’s y sistemas OPC, lo que significa que desde una hoja de cálculo de Excel se puede

programar los procesos y luego cargarlos a los dispositivos.

Esto permite que los responsables de los procesos de fabricación puedan manejar datos

en un entorno conocido, como lo son las hojas de cálculo para luego exportarlas o

pegarlas en los programas de los PLC´s, lo que ahorra tiempo, es más dinámico y no

necesariamente se necesitan conocimientos avanzados de otro tipo para realizar estas

acciones.

Así, con formatos estándares adaptables a diferentes departamentos, Excel sigue siendo

una gran opción para tener todo bajo control en los procesos de automatización en las

industrias, sin importar el giro o la actividad que desarrollen

IV. PROBLEMAS Y ACTIVIDADES A DESARROLLAR

En una primera Instancia como todos los laboratorios el profesor realizó una previa inducción a lo que realizaríamos en laboratorio.

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Antes de empezar a trabajar con el programa CHEM CAD, empezamos resolviendo una previo problema en la hoja de cálculo (Excel), lo cual lo muestro a continuación :

Se quiere producir un preparado de fruta, que contenga un 45% de sólidos solubles, partiendo de un zumo que contiene 10ºBrix. La fábrica dispone de un evaporador capaz de concentrar el zumo hasta 65ºBrix, por lo que después, este concentrado se deberá mezclar con zumo inicial para conseguir la concentración de sólidos deseada. Calcular la masa de agua evaporada y el zumo que se debe derivar por cada 100 kg de zumo que entran al proceso.

( Ver CD)

Desarrollo del ejercicio en la hoja de cálculo

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Posteriormente abrimos el programa CHEM CAD, y resolvimos el problema mostrado a continuación

Observamos las corrientes de

alimentación y su contenido

Observamos las corrientes de aire y

de combustible

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Confeccionamos el diagrama de flujo (Flowsheet)

Lista de componentes :NitrógenoOxígeno3 Metil-1 PentenoHelioAguaDióxido de carbono

Seleccionamos los modelos termodinámicos para los K-Values y entalphySeleccionamos K = SRK y H = SRK. Este es el modelo Soave Redlich Kwong.

Especificar propiedades de Alimentaciones (y

corrientes laterales) Corriente 1

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Corriente 2

Especificación de los parámetros de equipoMixer: Para este equipo, la pantalla podría quedarse vacía y la simulación todavía surtiría efecto perfectamente. Colocar el cursor en el

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campo de dato en el banco en el tope y presione F1 para leer que. Dejando el campo de dato en la línea más alta de esta pantalla, en este caso, ajusta la presión de la corriente mezclada para la presión más baja o mínima de corriente entrando en el mezclador.

Pump: Fijamos Mode: Specify Outlet Pressure Establecemos Output Pressure: 330 psia Heat Exchanger: Pressure Drop: 30.0 Temp Out (Temperature of Stream 5): 250°F Stoichiometric Reactor: El reactor estequiométrico es el tipo más simple de reactor en CHEMCAD. Notar como este puede ser ajustado a ser un reactor isotérmico, adiabático o con carga de calor. If it Thermal Mode: Adabatic Key Component: 3-Methyl-1Pentene Frac. Conversion: 0.75 Stoichiometric coefficients: Para cada componente usando la guía dada en la nota siguiente. Nota: Coeficients son negativos si son reactantes, positivos si son productos y cero si son inertes. Los coeficientes no necesariamente tienen que ser enteros. Si cualquier campo de datos queda vacio el programa da por supuesto que tal componente es inerte. Establecer los coeficientes estequiométricos de los componentes según lo listado por las siguientes razones:

Componente

Coeficiente Razón

1 0 Nitrogen es inerte

2 -9 9 moles Oxygen reaccionan

3 -1 1 mole of Methyl-1Pentene reaccionan

4 0 Helium es inerte

5 6 6 moles Water son producidos

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6 6 moles Carbon Dioxide son producidos

La ventana de diálogo del Reactor quedó de la siguiente manera :

Posteriormente efectuamos la simulación :

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V.

CONCLUSIONES El CHEM CAD es una herramienta completa

para la resolución de problemas industriales utilizando conjuntamente con gráficas más sofisticadas que la hoja de cálculo (Excel)

El CHEM CAD nos arroja directamente resultados de entalpías sin muchas complicaciones.

El CHEM CAD posibilita a sus usuarios evaluar las condiciones de funcionamiento de un determinado proceso o equipo,

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realizar su dimensionamiento, proponer alternativas de operación mediante modificación de sus variables, al tiempo que le permite disponer de un amplio banco de datos de componentes además de la posibilidad de incorporar nuevos, entre otras muchas opciones 

VI. RECOMENDACIONES Para realizar este laboratorio tenemos que

estar muy atentos al momento en que el docente explica los pasos el procedimiento porque como pude apreciar es una secuencia un poco minuciosa.

VII. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAShttp://www.qualityprofessionalsoftware.com/soluciones/chemstations.html?type=84d2004bf28a2095230e8e14993d398d&ntype=CHEMCAD